滑移边界对二维Rayleigh-Bénard热对流流态和传热特性的影响

来源：计算物理杂志2019年第5期北京时间：

作者：何鹏, 包芸

摘要：采用并行直接数值模拟（PDM-DNS）计算无滑移和滑移边界二维Rayleigh-Bénard热对流.与无滑移边界形成的随机羽流运动的湍流热对流不同，滑移边界热对流最终形成湍流特征消失，且温度仅分布于四壁的一个大尺度环流的流动形态.平均场近底板的温度分布特性，无滑移边界逐渐变化而滑移边界出现过冲现象.宽高比Γ=1时，Nusselt数（Nu）随Rayleigh数（Ra）的变化具有相同标度指数，Nu~Ra0.3.滑移边界热对流具有传热增强作用.滑移边界热对流Nu随Γ变化明显，并分为两个阶段，在Γ=0.5时出现Numax≈250，是无滑移边界热流Nu的5倍.

关键词：Rayleigh-Bénard热对流, 滑移边界, 大尺度环流, 传热增强, PDM-DNS